C/C++网络编程中的TCP保活(转载)
2012-03-30 11:41
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原帖地址:http://blog.csdn.net/weiqubo/article/details/7225338
在默认的情况下,TCP连接是没有保活的心跳的。这就是说,当一个TCP的socket,客户端与服务端谁也不发送数据,会一直保持着连接。这其中如果有一方异常掉线,另一端永远也不可能知道。这对于一些服务型的程序来说,将是灾难性的后果。
所以,必须对创建的socket,启用保活心跳,即Keepalive选项。
对于WIN32或者Linux平台来说,设置socket的Keepalive都很简单,只需使用setsockopt设置SO_KEEPALIVE即可。
setsockopt的函数原型在Linux环境下为:
[html]
view plaincopyprint?
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int setsockopt(int s, int level, int optname,
const void *optval,
socklen_t optlen);
因为const void *可以接受const char *型的参数,所以为了代码的跨平台编译考虑,可以采用以下代码来设置TCP的Keepalive选项。
[html]
view plaincopyprint?
alive = 1;
if (setsockopt
(fd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (const char *) &alive,
sizeof alive) != 0)
{
log_warn ("Set keep alive error: %s.\n", strerror (errno));
return -1;
}
这就是说,在Linux系统下,如果对于TCP的socket启用了Keepalive选项,则会在7200秒(即两个小时)没有数据后,发起KEEPALIVE报文。如果没有回应,则会在75秒后再次重试。如果重试9次均失败,则认定连接已经失效。TCP的读取操作,将返回0。
这对于我们大多数应用来说,前两个时间值都有点太长了。
我们可以通过重设上面三个值,来使得操作系统上运行的所有启用了Keepalive选项的TCP的socket的行为更改。
我们也可以只针对我们自己创建的socket,重设这三个值。它们分别对应TCP_KEEPIDLE、TCP_KEEPINTL和TCP_KEEPCNT的选项值,同样可以使用setsockopt进行设置。
[html]
view plaincopyprint?
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netdb.h>
#include <arpa/inet.h>
int
socket_set_keepalive (int fd)
{
int ret, error, flag, alive, idle, cnt, intv;
/* Set: use keepalive on fd */
alive = 1;
if (setsockopt
(fd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &alive,
sizeof alive) != 0)
{
log_warn ("Set keepalive error: %s.\n", strerror (errno));
return -1;
}
/* 10秒钟无数据,触发保活机制,发送保活包 */
idle = 10;
if (setsockopt (fd, SOL_TCP, TCP_KEEPIDLE, &idle, sizeof idle) != 0)
{
log_warn ("Set keepalive idle error: %s.\n", strerror (errno));
return -1;
}
/* 如果没有收到回应,则5秒钟后重发保活包 */
intv = 5;
if (setsockopt (fd, SOL_TCP, TCP_KEEPINTVL, &intv, sizeof intv) != 0)
{
log_warn ("Set keepalive intv error: %s.\n", strerror (errno));
return -1;
}
/* 连续3次没收到保活包,视为连接失效 */
cnt = 3;
if (setsockopt (fd, SOL_TCP, TCP_KEEPCNT, &cnt, sizeof cnt) != 0)
{
log_warn ("Set keepalive cnt error: %s.\n", strerror (errno));
return -1;
}
return 0;
}
struct tcp_keepalive结构的参数意义为:
onoff,是否开启KEEPALIVE; keepalivetime,多长时间触发Keepalive报文的发送; keepaliveinterval,多长时间没有回应触发下一次发送。
注意:这里两个时间单位都是毫秒而不是秒。
[html]
view plaincopyprint?
#include <winsock2.h>
#include <mstcpip.h>
int
socket_set_keepalive (int fd)
{
struct tcp_keepalive kavars[1] = {
1,
10 * 1000, /* 10 seconds */
5 * 1000 /* 5 seconds */
};
/* Set: use keepalive on fd */
alive = 1;
if (setsockopt
(fd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (const char *) &alive,
sizeof alive) != 0)
{
log_warn ("Set keep alive error: %s.\n", strerror (errno));
return -1;
}
if (WSAIoctl
(fd, SIO_KEEPALIVE_VALS, kavars, sizeof kavars, NULL, sizeof (int), &ret, NULL,
NULL) != 0)
{
log_warn ("Set keep alive error: %s.\n", strerror (WSAGetLastError ()));
return -1;
}
return 0;
}
#include <winsock2.h>
#include <mstcpip.h>
int
socket_set_keepalive (int fd)
{
struct tcp_keepalive kavars[1] = {
1,
10 * 1000, /* 10 seconds */
5 * 1000 /* 5 seconds */
};
/* Set: use keepalive on fd */
alive = 1;
if (setsockopt
(fd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (const char *) &alive,
sizeof alive) != 0)
{
log_warn ("Set keep alive error: %s.\n", strerror (errno));
return -1;
}
if (WSAIoctl
(fd, SIO_KEEPALIVE_VALS, kavars, sizeof kavars, NULL, sizeof (int), &ret, NULL,
NULL) != 0)
{
log_warn ("Set keep alive error: %s.\n", strerror (WSAGetLastError ()));
return -1;
}
return 0;
}
在默认的情况下,TCP连接是没有保活的心跳的。这就是说,当一个TCP的socket,客户端与服务端谁也不发送数据,会一直保持着连接。这其中如果有一方异常掉线,另一端永远也不可能知道。这对于一些服务型的程序来说,将是灾难性的后果。
所以,必须对创建的socket,启用保活心跳,即Keepalive选项。
启用Keepalive
对于WIN32或者Linux平台来说,设置socket的Keepalive都很简单,只需使用setsockopt设置SO_KEEPALIVE即可。setsockopt的函数原型在Linux环境下为:
[html]
view plaincopyprint?
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int setsockopt(int s, int level, int optname,
const void *optval,
socklen_t optlen);
[html] view plaincopyprint? #include <winsock2.h> int setsockopt(int s, int level, int optname, const char *optval, int optlen); #include <winsock2.h> int setsockopt(int s, int level, int optname, const char *optval, int optlen);
因为const void *可以接受const char *型的参数,所以为了代码的跨平台编译考虑,可以采用以下代码来设置TCP的Keepalive选项。
[html]
view plaincopyprint?
alive = 1;
if (setsockopt
(fd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (const char *) &alive,
sizeof alive) != 0)
{
log_warn ("Set keep alive error: %s.\n", strerror (errno));
return -1;
}
为什么说是系统默认值的呢?因为有这样几个值,我们并没有手动设置,是采用的系统默认值。即, 多长时间发送一次保活心跳? 如果没有返回,多长时间再重试发送? 重试几次为失败? 如果是Linux操作系统,这三个值分别为 [html] view plaincopyprint? # cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time 7200 # cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_intvl 75 # cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_probes 9 # cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time 7200 # cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_intvl 75 # cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_probes 9
这就是说,在Linux系统下,如果对于TCP的socket启用了Keepalive选项,则会在7200秒(即两个小时)没有数据后,发起KEEPALIVE报文。如果没有回应,则会在75秒后再次重试。如果重试9次均失败,则认定连接已经失效。TCP的读取操作,将返回0。
这对于我们大多数应用来说,前两个时间值都有点太长了。
我们可以通过重设上面三个值,来使得操作系统上运行的所有启用了Keepalive选项的TCP的socket的行为更改。
我们也可以只针对我们自己创建的socket,重设这三个值。它们分别对应TCP_KEEPIDLE、TCP_KEEPINTL和TCP_KEEPCNT的选项值,同样可以使用setsockopt进行设置。
[html]
view plaincopyprint?
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netdb.h>
#include <arpa/inet.h>
int
socket_set_keepalive (int fd)
{
int ret, error, flag, alive, idle, cnt, intv;
/* Set: use keepalive on fd */
alive = 1;
if (setsockopt
(fd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &alive,
sizeof alive) != 0)
{
log_warn ("Set keepalive error: %s.\n", strerror (errno));
return -1;
}
/* 10秒钟无数据,触发保活机制,发送保活包 */
idle = 10;
if (setsockopt (fd, SOL_TCP, TCP_KEEPIDLE, &idle, sizeof idle) != 0)
{
log_warn ("Set keepalive idle error: %s.\n", strerror (errno));
return -1;
}
/* 如果没有收到回应,则5秒钟后重发保活包 */
intv = 5;
if (setsockopt (fd, SOL_TCP, TCP_KEEPINTVL, &intv, sizeof intv) != 0)
{
log_warn ("Set keepalive intv error: %s.\n", strerror (errno));
return -1;
}
/* 连续3次没收到保活包,视为连接失效 */
cnt = 3;
if (setsockopt (fd, SOL_TCP, TCP_KEEPCNT, &cnt, sizeof cnt) != 0)
{
log_warn ("Set keepalive cnt error: %s.\n", strerror (errno));
return -1;
}
return 0;
}
而WIN32环境下的参数设置,就要麻烦一些,需要使用另外的一个函数WSAIoctl和一个结构struct tcp_keepalive。 它们的原型分别为: [html] view plaincopyprint? #include <winsock2.h> #include <mstcpip.h> int WSAIoctl( SOCKET s, DWORD dwIoControlCode, LPVOID lpvInBuffer, DWORD cbInBuffer, LPVOID lpvOutBuffer, DWORD cbOutBuffer, LPDWORD lpcbBytesReturned, LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped, LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION lpCompletionRoutine ); struct tcp_keepalive { u_long onoff; u_long keepalivetime; u_long keepaliveinterval; }; #include <winsock2.h> #include <mstcpip.h> int WSAIoctl( SOCKET s, DWORD dwIoControlCode, LPVOID lpvInBuffer, DWORD cbInBuffer, LPVOID lpvOutBuffer, DWORD cbOutBuffer, LPDWORD lpcbBytesReturned, LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped, LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION lpCompletionRoutine ); struct tcp_keepalive { u_long onoff; u_long keepalivetime; u_long keepaliveinterval; };在这里,使用WSAIoctl的时候,dwIoControlCode要使用SIO_KEEPALIVE_VALS,lpvOutBuffer用不上,cbOutBuffer必须设置为0。
struct tcp_keepalive结构的参数意义为:
onoff,是否开启KEEPALIVE; keepalivetime,多长时间触发Keepalive报文的发送; keepaliveinterval,多长时间没有回应触发下一次发送。
注意:这里两个时间单位都是毫秒而不是秒。
[html]
view plaincopyprint?
#include <winsock2.h>
#include <mstcpip.h>
int
socket_set_keepalive (int fd)
{
struct tcp_keepalive kavars[1] = {
1,
10 * 1000, /* 10 seconds */
5 * 1000 /* 5 seconds */
};
/* Set: use keepalive on fd */
alive = 1;
if (setsockopt
(fd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (const char *) &alive,
sizeof alive) != 0)
{
log_warn ("Set keep alive error: %s.\n", strerror (errno));
return -1;
}
if (WSAIoctl
(fd, SIO_KEEPALIVE_VALS, kavars, sizeof kavars, NULL, sizeof (int), &ret, NULL,
NULL) != 0)
{
log_warn ("Set keep alive error: %s.\n", strerror (WSAGetLastError ()));
return -1;
}
return 0;
}
#include <winsock2.h>
#include <mstcpip.h>
int
socket_set_keepalive (int fd)
{
struct tcp_keepalive kavars[1] = {
1,
10 * 1000, /* 10 seconds */
5 * 1000 /* 5 seconds */
};
/* Set: use keepalive on fd */
alive = 1;
if (setsockopt
(fd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (const char *) &alive,
sizeof alive) != 0)
{
log_warn ("Set keep alive error: %s.\n", strerror (errno));
return -1;
}
if (WSAIoctl
(fd, SIO_KEEPALIVE_VALS, kavars, sizeof kavars, NULL, sizeof (int), &ret, NULL,
NULL) != 0)
{
log_warn ("Set keep alive error: %s.\n", strerror (WSAGetLastError ()));
return -1;
}
return 0;
}
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